WAP技術在校園無線信息平臺中的應用

摘要：介紹了無線應用協(xié)議，包括WAP應用模型、WAP體系結構，設計并實現(xiàn)了基TWAP的校園無線信息平臺，描述了系統(tǒng)的網(wǎng)絡拓撲結構、系統(tǒng)的主要功能模塊、開發(fā)環(huán)境的構建，討論了實現(xiàn)中遇到的主要問題。

關鍵詞：移動通信；Interact；無線Intcmet；WAP；校園無線信息平臺

0 引言

目前，絕大多數(shù)高校都建立了較為完善的校園信息平臺。雖然，校園信息平臺給師生的工作、學習和生活帶來了方便和快捷，但也存在一些不足，比如，用戶必須使用具有接入Intemet能力的終端(如電腦)才能訪問到校園信息資源。如果能將校園信息平臺上的應用服務與移動通信技術結合起來，這將為數(shù)量眾多的移動通信用戶、在校師生開辟一個新的、能隨時隨地訪問校園信息資源的通道，給社會大眾提供一個新的了解學校的窗口。本文將在介紹WAP協(xié)議的基礎上，分析無線環(huán)境的特點，設計并實現(xiàn)校園無線信息平臺。

1 WAP協(xié)議

1.1 WAP協(xié)議簡介

無線應用協(xié)議(Wireless Application Protocol，WAP)，是由WAP Forum成員共同創(chuàng)立、在移動網(wǎng)絡上進行應用開發(fā)的一系列規(guī)范的組合，是一套開放的、全球性的標準。WAP協(xié)議與現(xiàn)在通行的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議非常相似，但它是專為窄帶寬、高時延、小屏幕、有限存儲容量、低處理能力的無線環(huán)境量身定制的。WAP將移動通信網(wǎng)絡、Intemet以及Intranet緊密地聯(lián)系起來，向用戶提供一種與承載網(wǎng)絡無關的、不受地域限制的移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務。

WAP并不是連接移動通信網(wǎng)絡與互聯(lián)網(wǎng)的惟一技術解決方案。移動終端設備還可以通過PCMCIA卡、附帶的USB數(shù)據(jù)傳輸串行線、手機紅外線或藍牙端口與電腦連接后再接入到互聯(lián)網(wǎng)中。但這三種連接方式都離不開電腦的支持，并不是真正意義的無線上網(wǎng)。而使用支持WAP協(xié)議的移動終端設備，則可以直接連接到互聯(lián)網(wǎng)上。正是由于WAP無線上網(wǎng)方式的簡單而快捷的特性，使WAP協(xié)議受到了廣泛的支持和快速的發(fā)展。

1.2 WAP應用模型

WAP的應用模型與www模型有相似的地方，但也有不同。WAP的目標是提供與WWW類似的瀏覽業(yè)務，它直接采用了很多成熟的WWW技術，還有一些則是在現(xiàn)有WWW技術上所作的改進，WAP應用模型為無線環(huán)境作了大量相應的優(yōu)化和擴展。兩者的相似性為應用程序開發(fā)者提供了便利。WAP應用模型如圖1所示。

在WAP應用模型中，有三個角色：Client、Web Gateway和Web Server。客戶端在物理上是移動電話等無線終端，其上駐留了很多具有特定功能并被稱為用戶代理的程序，其中最重要的是微瀏覽器(MicroBrowser)程序，它是用戶瀏覽內容的主要工具。網(wǎng)關位于無線網(wǎng)絡和有線Internet之間，是溝通客戶端與Web服務器的橋梁。它在客戶端和Web服務器之間起到解釋和翻譯的作用。Web服務器可以創(chuàng)建、保存特定的內容，比如靜態(tài)的WML網(wǎng)頁或者動態(tài)JSP、WMLScript腳本等，它是為客戶端提供內容的服務器。與WWW模型相比，WAP模型多了一個網(wǎng)關。

WAP應用模型中，三者的基本通訊過程是這樣：首先，WAP客戶端將用戶的輸入轉化為二進制的WAP請求發(fā)送給WAP網(wǎng)關；WAP網(wǎng)關對請求進行解碼和協(xié)議轉換，將請求轉化為文本的HTTP請求發(fā)送給Web服務器；Web服務器根據(jù)請求以HTTP回應的方式將內容發(fā)回WAP網(wǎng)關；WAP網(wǎng)關對回應的內容進行編碼和協(xié)議轉換，將回應內容轉化為二進制的WAP回應送回客戶端并由客戶端解釋執(zhí)行。

1.3 WAP體系結構

WAP定義了一個分層的體系結構，為無線通訊設備上的應用開發(fā)提供了一個可伸縮和可擴展的環(huán)境。圖2顯示了WAP協(xié)議層次化結構。

WAP體系從上到下分為六層，即無線應用環(huán)境、會話層、事務層、安全層、傳輸層、和承載層。層疊排列的WAP協(xié)議體系為無線裝置的應用開發(fā)提供了可擴展、可伸縮的環(huán)境。每一層協(xié)議或其他服務和應用程序可與它下一層協(xié)議直接對話。通過精心設置的一系列接口，外圍服務和應用程序可以利用WAP體系提供的各種功能，包括直接使用會話層、事務層、安全層、傳輸層等。

2 無線環(huán)境特點分析

用戶使用移動終端登錄互聯(lián)網(wǎng)，可以說是用戶訪問互聯(lián)網(wǎng)上信息資源的一個補充方式。由移動終端設備和移動通信網(wǎng)絡所組成的無線環(huán)境的方便快捷是個人電腦和互聯(lián)網(wǎng)所不能及的。但移動終端設備和移動通信網(wǎng)絡同個人電腦和固定線路的網(wǎng)絡相比，在硬件設備和使用體驗上存在著不可忽視的缺陷和不足一一。

手機是最常用的移動終端設備，與個人電腦相比，存在下面的劣勢和不足：

(1)中央處理器處理能力低、存儲空間較小：目前，新推出的比較高端的手機主頻一般在200MHz左右，自身存儲空間能達到50M，而普通手機的中央處理器和存儲空間劃、一般分別在100MHz和30M以下；個人數(shù)字助理的中央處理器和存儲空間略優(yōu)于手機，但與個人電腦的硬件設備相比，還是存在巨大的差距。

(2)顯示屏幕小：當前，手機顯示屏大小一般都在3英寸左右，僅僅是個人電腦顯示屏的十分之一左右；屏幕分辨率也比較低，一般在240*320以下。

(3)鍵盤輸入不靈活：與普通個人電腦的輸入鍵盤相比，手機鍵盤按鍵個數(shù)少，而且按鍵小，在輸入時操作繁雜，在使用效果上遠遠不及普通個人電腦的鍵盤。

移動通信網(wǎng)絡與固定線路的網(wǎng)絡相比，它只能提供一個有頗多限制的通信環(huán)境：

(1)網(wǎng)絡連接的穩(wěn)定性差：移動通信網(wǎng)絡連接的穩(wěn)定性和可靠性，在一定程度上受到用戶所處的地理位置、天氣情況所影響，在網(wǎng)絡連接不穩(wěn)定的情況下，移動終端設備將無法發(fā)揮它的優(yōu)勢。

(2)數(shù)據(jù)傳輸率低、時延長：目前我國的GSM移動通信網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)傳輸速率僅為每秒9600字節(jié)，以這樣的數(shù)據(jù)傳輸速度訪問互聯(lián)網(wǎng)上的信息，用戶會明顯地感覺到傳輸時延較長。

目前WAP站點的建站方式一般有兩種。一種是通過HTML與WML標簽轉換將互聯(lián)網(wǎng)中的信息資源集成到WAP站點中。其二是建立一套與Web站點相對獨立的WAP站點。第一種建站方式能充分利用現(xiàn)有的信息資源豐富的WAP站點內容，但未充分顧及無線環(huán)境下用戶的特殊使用需求。而第二種建站方式需要花費較大的系統(tǒng)建設開銷，還可能造成一些數(shù)據(jù)的重復存儲問題。因此在實現(xiàn)校園無線信息平臺時，我們將結合兩種建站方式的優(yōu)點，在集成已有的信息資源的基礎上，開發(fā)出適合無線環(huán)境的信息平臺。

3 校園無線信息平臺的設計與實現(xiàn)

3.1 網(wǎng)絡拓撲

校園無線信息平臺的網(wǎng)絡結構包括了WAP客戶端、WAP網(wǎng)關、WAP服務器和數(shù)據(jù)庫服務器四大部分，移動用戶使用支持WAP的設備連接到基站，然后經(jīng)過一系列網(wǎng)絡設備后與WAP網(wǎng)關通信，WAP網(wǎng)關與WAP服務器通過HTTP協(xié)議直接通信，系統(tǒng)的重要數(shù)據(jù)存放在數(shù)據(jù)庫服務器中。系統(tǒng)的網(wǎng)絡結構如圖3所示。

3.2 功能模塊

校園無線信息平臺的用戶主要是學生、教師、行政人員等，也有需要獲取校園信息的其他人員，如考生、家長、與學校有合作關系的相關院校、企業(yè)人員等。

學生用戶群的主要需求包括學生課表查詢、學生成績查詢等。教師用戶群的主要需求包括教師課表查詢、教學計劃查詢等。行政人員用戶群的主要需求包括發(fā)布通知公告、經(jīng)貿新聞、就業(yè)信息等。其他用戶群的需求主要包括錄取情況查詢、就業(yè)情況查詢、校園信息瀏覽等。

校園無線信息平臺主要由前臺信息展示和后臺數(shù)據(jù)更新維護兩大功能組成。前臺部分是指為用戶提供的訪問接口，主要分為五個功能模塊：新聞發(fā)布、招生動態(tài)、就業(yè)動態(tài)、教務管理以及留言互動。后臺管理主要用于更新維護前臺頁面中展示的信息內容和版塊欄目。校園無線信息平臺的功能模塊如圖4所示。

新聞發(fā)布是校園無線信息平臺中最基本、也是需求量最大的一個功能模塊，通過該模塊，用戶可以訪問到最新、最快的各類通知公告及新聞。

招生動態(tài)是專為報考考生提供的信息查詢及信息瀏覽模塊，通過該模塊，考生及家長能夠瀏覽學校的招生簡章，并利用有效證件號碼查詢錄取情況。

就業(yè)動態(tài)為畢業(yè)生了解企業(yè)招聘信息、掌握企業(yè)的崗位需求提供了有效途徑。通過該模塊，學生可以瀏覽到企業(yè)的人才需求情況，教師可以實時跟蹤學生的就業(yè)情況。

教務管理是整個校園無線信息平臺中的核心功能模塊，通過該模塊，教師可以查詢教師課表、查看教學計劃等，學生則可以瀏覽班級課表、查詢各科成績等。

留言互動是與用戶交流溝通的橋梁，是收集用戶反饋信息的一種方式，用戶可以就某一問題在留言板上咨詢，也可以提出意見或建議。

后臺管理主要是指網(wǎng)站管理維護人員對后臺數(shù)據(jù)庫維護、信息內容的更新、用戶權限管理等。后臺管理功能用Web實現(xiàn)，以方便后臺數(shù)據(jù)的管理與維護。

3.3 系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境

選擇經(jīng)濟上可行、技術上成熟、可移植性高的開發(fā)環(huán)境將有利于減少系統(tǒng)的開發(fā)時間，并且便于系統(tǒng)的后期維護。

(1)WAP動態(tài)頁面開發(fā)

在WAP網(wǎng)關的支持下，可以使用Web網(wǎng)頁開發(fā)技術ASP、JSP、PHP等來開發(fā)WAP網(wǎng)站。與ASP、PHP等動態(tài)頁面開發(fā)技術相比，JSP具有運行環(huán)境獨立于硬件配置和操作系統(tǒng)、靈活性高、可移植性強、使用組件開發(fā)方式、代碼便于維護等優(yōu)勢，因此本系統(tǒng)采用JSP開發(fā)技術。

(2)WAP服務器

Resin和Tomcat是比較流行的JSP Web服務器，通過簡單的配置，就可以使其成為WAP服務器。系統(tǒng)采用Tomcat作為開發(fā)時的WAP服務器。Tomcat從5.0版本開始就提供對WML的支持。如果不支持，則可修改CATALINA_HOME/conf/web.xml的MIME映射部分即可。

(3)WAP編輯器與WAP模擬器

WML文檔可以使用普通文檔編輯器，如寫字板，也可以使用專業(yè)的編輯器編輯。WML編輯器提供編寫靜態(tài)的WML頁面、基本W(wǎng)ML語法檢查、以及頁面預覽等功能。常用的WML編輯器有Nokia WAP Toolkit、Ericsson WAP IDE SDK等。

WAP模擬器提供了一個仿真的WAP終端微瀏覽器用以預覽WML內容。常用的WAP模擬器有M3Gate、Opera、PhoneSimulator等。其中M3Gate和Phone Simulator提供了手機外形的模擬界面，而opera是支持WML標簽的IE瀏覽器，頁面訪問的效果看上去很像一般網(wǎng)頁。為了設計美化的要求，系統(tǒng)使用Openwave公司的Phone Simulator作為WAP模擬器。

3.4 實現(xiàn)中的主要問題

(1)中文顯示

WML是XML的一種應用，XML的缺省編碼是UTF-8，也就是Unicode的8位編碼方式，而幾乎所有的文檔內容都采用了GB2312方式，數(shù)據(jù)庫也不例外，Unicode和GB2312編碼的不同將造成亂碼。

為解決亂碼問題，一種方案是直接使用GB2132編碼。這種方法很簡單，在編碼聲明時，標注采用GB2312編碼方式。但是并不是所有終端都支持GB2312編碼，仍然會出現(xiàn)亂碼。還有一種方案是將字符轉換為ASCH碼。用ASCII編碼方式，任何平臺都能處理，而且HTML也支持，但會增加文件長度。

(2)頁面內容分頁

在WAD環(huán)境中，由于無線環(huán)境的局限性，WML頁面內容應控制在2K之內。過長的返回內容不僅會影響到WAD服務器的響應時間和無線網(wǎng)絡的傳輸穩(wěn)定性，也不適合在小屏幕的WAP終端上閱讀。

通常情況下，WAP終端微瀏覽器的一屏顯示70～100個漢字。對于過長而不能在一屏中顯示的內容，可以通過WML文檔中Deck分頁的方法來解決。Deck分頁是指將所要顯示的內容下載到手機客戶端，并按照定長分割成段，分別裝載到互相鏈接的卡片中。由于服務器返回的內容已保存在微瀏覽器緩存中，瀏覽翻頁類似于靜態(tài)頁面問的切換，并不會向WAP內容服務器發(fā)出請求，因此微瀏覽器響應速度會相對較快。

4 結束語

本文設計的校園無線信息平臺是對校園網(wǎng)絡信息平臺的一個補充，通過此平臺，用戶只需擁有一部移動終端，就能隨時隨地訪問到最新的校園資訊，瀏覽到最有用的信息。隨著3G時代的到來，無論移動通信網(wǎng)絡或者移動終端都將得到全面提升，WAP技術也會擁有更廣闊的發(fā)展空間。